Биология - наука о жизни. Антропогенез
Биология - наука о жизни.
Антропогенез
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 biologiya_-_nauka_o_zhizni.pptx | 604.23 КБ |
| antropogenez.pptx | 780.66 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Биология - наука о жизни Биология - наука о живых организмах и всех проявлениях жизни. Общая биология - наука об общих законах и закономерностях, присущих живой природе. Название произошло от двух греческих слов: bios - «жизнь» logos - «учение» Предмет изучения биологии - все проявления жизни, а именно: • строение и функции живых существ и их природных сообществ; • распространение, происхождение и развитие новых существ и их сообществ; • связи живых существ и их сообществ друг с другом и с неживой природой.
История развития биоло гии Основы знаний о животных и растениях были заложены в трудах Аристотеля (384-322 гг. до н.э.) и его ученика Теофраста (370-280 гг. до н.э.) . Важную роль сыграли сочинения Диоскорида (40-90 гг.) , составившего описания лекарственных веществ (и среди них около 600 растений), и Плиния Старшего (22-79 гг.) , попытавшегося собрать сведения обо всех природных телах в своей «Истории мира».
Гален (131-217 гг.) внёс весомый вклад в понимание многих научных дисциплин: анатомию, физиологию, патологию, фармакологию и неврологию. Средневековая арабская медицина, наука и философия сделали важный вклад в развитие знания о жизни в VIII-XIII вв. В зоологии Аль-Джахиз (781-869 гг.) высказывал идеи об эволюции и пищевых цепях. Прославленный врач Ибн-Сина (Авиценна) (980-1037 гг.) в своем труде «Канон врачебной науки» ввел понятие о клинических исследованиях и фармакологии.
В 1543 г. с книги Везалия (1514-1564 гг.) «О строении человеческого тела» началось развитие современной анатомии, основанной на вскрытии человеческих тел. Художники, такие как Альбрехт Дюрер (1471-1528 гг.) и Леонардо да Винчи (1452-1519 гг.) , часто работали бок о бок с натуралистами и также интересовались строением тела человека и животных, давая детальные описания их анатомии. Парацельс (1493-1541 гг.) ставил опыты как с минеральными, так и с биологическими источниками фармакологических препаратов.
В XVIII в. Карл Линней (1707-1778 гг.) и Бюффон (1707-1788 гг.) совершили огромную работу по классификации форм живых и ископаемых существ. Микроскопия открыла для наблюдения ранее неведомый мир микроорганизмов, заложив основу для развития клеточной теории. К началу XIX века некоторые современные биологические дисциплины, такие как ботаника и зоология, достигли профессионального уровня. В сочетании с данными эмбриологии и палеонтологии эти достижения позволили Чарльзу Дарвину (1809-1882 гг.) создать целостную теорию эволюции путём естественного отбора.
В начале XX в. Томас Морган (18661945 гг.) и его ученики заново открыли законы, исследованные ещё в середине XIX в. Грегором Менделем (1822-1884 гг.) , после чего начала быстро развиваться генетика. Раскрытие структуры ДНК Джеймсом Уотсоном (род. 1928 г.) дало мощный толчок для развития молекулярной биологии. В настоящее время биология продолжает оставаться единой наукой и данные каждой из биологических дисциплин применимы во всех остальных.
Задачи и методы биологии Задачи биологии состоят в изучении всех биологических закономерностей и раскрытии сущности жизни. К основным методам биологии относятся: • наблюдение , позволяющее описать биологическое явление; • сравнение , дающее возможность найти закономерности, общие для разных явлений; • эксперимент , в ходе которого исследователь искусственно создает ситуацию, позволяющую выявить скрытые свойства биологических объектов; • исторический метод , позволяющий на основе данных о современном мире живого и о его прошлом раскрывать законы развития живой природы.
Классификация биологической науки Биология как система наук может быть классифицированы различным образом. 1. По предмету изучения: ботаника, зоология, микробиология и т.д. 2. По общим свойствам живых организмов: • генетика (закономерности наследственности) • биохимия (превращения вещества и энергии) • экология (взаимоотношения живых существ и их природных сообществ с окружающей средой) и т.п. 3. По уровню организации живой материи, на котором рассматриваются живые системы: • молекулярная биология; • цитология (изучает живые клетки, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти); • гистология (изучает строение тканей живых организмов).
Магистральные направления биологии 1) Традиционная или натуралистическая биология. Её объектом изучения является живая природа в её естественном состоянии и нерасчлененной целостности. 2) Функционально-химическая биология. Отражает сближение биологии с точными физико-химическими науками. Одним из важнейших разделов физико-химической биологии является молекулярная биология - наука, изучающая структуру макромолекул, лежащих в основе живого вещества. 3) Эволюционная биология. Это направление биологии изучает закономерности исторического развития организмов. В основе современной эволюционной биологии лежит теория Ч. Дарвина. 4) Теоретическая биология. Целью теоретической биологии является познание самых фундаментальных и общих принципов, законов и свойств, лежащих в основе живой материи.
Биология - совокупность естественных наук Ботаника Зоология Эмбриология Экология Микробиология Систематика Иммунология Палеонтология Морфология Гистология Цитология Анатомия Этология Арахнология Орнитология Ихтиология Энтомология Физиология Вирусология Биотехнология
Специфика и системность живого Под биологической (живой) системой понимается совокупность взаимодействующих элементов, которая образует целостный объект, имеющий новые качества, не свойственные входящим в систему качеств элементов. Живой, целостной системе присущи следующие качества: S множественность элементов; S наличие связей между элементами и с окружающей средой; S согласованная организация взаимоотношений элементов как в пространстве, так и во времени, направленная на осуществление функций системы.
Специфика и системность живого Жизнь - это высшая из природных форм движения материи, она характеризуется самообновлением, саморегуляцией и самовоспроизведением разноуровневых открытых систем, вещественную основу которых составляют белки, нуклеиновые кислоты и фосфорорганические соединения. В настоящее время описано более 1 млн видов животных, около 0,5 млн растений, сотни тысяч видов грибов, более 3 тыс. видов бактерий. Свойства живого: S упорядоченная структура; S получение энергии из внешней среды; S живые организмы не только изменяются, но и усложняются; S активная реакция на внешнюю среду; S самовоспроизводство; S способность сохранять и передавать информацию; S высокая приспособляемость к внешней среде.
Качества живых систем 1) Единство химического состава. В живых организмах ~ 98% химического состава приходится на шесть элементов: кислород (~62%), углерод (~20 %),водород (~10%), азот (~3%), кальций (~2,5%), фосфор (~1,0 %). Кроме того, живые системы содержат совокупность сложных полимеров (в основном белки, нуклеиновые кислоты, ферменты и т.д.), которые неживым системам не свойственны. 2) Открытость живых систем. Живые системы -открытые системы. Живые системы используют внешние источники энергии в виде пищи, света и т.п. Через них проходят потоки веществ и энергии, благодаря чему в системах осуществляется обмен веществ - метаболизм . Основа метаболизма - синтез веществ и распад сложных веществ на простые с выделением энергии, которая используется для биосинтеза.
Качества живых систем 3) Живые системы - самоуправляющиеся, саморегулирующиеся, самоорганизующиеся системы. • Саморегуляция - свойство живых систем автоматически устанавливать и поддерживать на определенном уровне те или иные физиологические показатели системы. • Самоорганизация - свойство живой системы приспособляться к изменяющимся условиям за счет изменения структуры своей системы управления. • При саморегуляции и самоорганизации управляющие факторы воздействуют на систему не извне, а возникают в ней самой в процессе переработки информации.
Качества живых систем 4) Живые системы - самовоспроизводящиеся системы. Живые системы существуют конечное время. Поддержание жизни связано с самовоспроизведением, благодаря чему живое существо воспроизводит себе подобных. 5) Изменчивость живых систем. Изменчивость связана с приобретением организмом новых признаков и свойств. 6) Способность к росту и развитию. Рост - увеличение в размерах и массе с сохранением общих черт строения; рост сопровождается развитием, то есть возникновением новых черт и качеств. Развитие может быть индивидуальным и историческим.
Качества живых систем 7) Раздражимость живых систем. Раздражимость - неотъемлемая черта всего живого. Раздражимость связана с передачей информации из внешней среды к живой системе и проявляется в виде реакций системы на внешние воздействия. 8) Целостность и дискретность. Живая система дискретна, так как состоит из отдельных, но взаимодействующих между собой частей. Например : организм состоит из клеток. Живая система целостна, поскольку входящие в неё элементы выполняют свои функций не самостоятельно, а во взаимосвязи с другими элементами системы. Специфика живого заключается в том, что ни один из этих признаков не является самым главным. Только наличие всех этих признаков вместе взятых позволяет провести границу между живым и неживым в природе.
Уровни организации живых систем 1) Молекулярный уровень. Наследственная информация у всех заложена в молекулах дизоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) , способной к саморепродукции. Реализация наследственной информации осуществляется при участии молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК). 2) Клеточный уровень. Клетка является основной самостоятельно функционирующей элементарной биологической единицей, характерной для всех живых организмов. В истории жизни на нашей планете был такой период (первая половина протерозойской эры ~ 2000 млн лет назад), когда все организмы находились на этом уровне организации.
Уровни организации живых систем 3) Тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань. 4) Органный уровень. Орган (греч. Organon - инструмент) - обособленная совокупность различных типов клеток и тканей, выполняющая определённую функцию в пределах живого организма. 5) Организменный уровень. Каждый вид состоит из отдельных индивидуумов (организмы, особи), имеющих свои отличительные черты.
Уровни организации живых систем 6) Популяционнно-видовой уровень. Совокупность организмов одного вида, населяющих определенную территорию, составляет популяцию. Она является элементарной единицей эволюционного процесса; в ней начинаются процессы видообразования. 7) Биоценотический уровень. Биогеоценозы - исторически сложившиеся устойчивые сообщества популяций различных видов, связанных между собой и окружающей средой обменом веществ, энергии и информации. 8) Биосферный уровень. Совокупность всех биогеоценозов составляют: биосферу и обуславливают все процессы, протекающие в ней.
> m Царства живых организмов Царства живых организмов j И И Р А С Т Е Н И Я Ж И В О Н Ы Е
Царства живых организмов
Царства живых органи змов РАСТЕНИЯ Растения обладают неограниченным ростом, автотрофным типом питания, в большинстве своем неподвижны, размножаются спорами или семенами, клетки имеют клеточную стенку, состоящую из целлюлозы
Царства живых организмов Структурные единицы растения Организм Органы Ткань Клетка
Царства живых организмов ЦАРСТВО ГРИБЫ I Грибы обладают собственными признаками (особое строение тела - мицелий), признаками растений (неограниченный рост, размножение спорами) и признаками животных (в клетках содержится углевод - хитин)
Царства живых организмов ЦАРСТВО ЖИВОТНЫЕ Животные обладают ограниченным ростом, гетеротрофным типом питания, большинство способны к активному движению
Спасибо за внимание!
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Антропогенез Антропогенез - часть биологической эволюции, которая привела к появлению человека разумного (лат. Homo sapiens), отделившегося от прочих гоминид, человекообразных обезьян и плацентарных млекопитающих, процесс историко-эволюционного формирования физического типа человека, первоначального развития его трудовой деятельности, речи. Проблемы антропогенеза стали изучаться в XVIII веке. До XVIII в. господствовало представление, что человек и природа всегда были и являются такими, как их создал Бог. Однако постепенно в науке, культуре, общественном сознании утверждалась идея развития, эволюции, в том числе и применительно к человеку. Гиббон Человек Шимпанзе Горилла Орангутанг
Появление человека Первые люди появились около II млн лет назад. Прародиной человечества является Африка. Гипотеза основана на находках в Олдувайском ущелье Восточно-Африканской рифтовой долины, на севере Танзании и в Кооби Форе в Эфиопии.
Люди Люди (лат. Homo) - род приматов семейства гоминид. Включает вид «человек разумный» (Homo sapiens) и близкие ему вымершие виды. Существует классификация видов внутри рода (и схема антропогенеза) как последовательная смена «этапов», каждый из которых включает в себя несколько видов. Архантропы - древнейшие люди. Палеоантропы - древние люди (Homo neandertalensis и, возможно, Homo heidelbergensis). Неоантропы - люди современного облика.
Основные виды S Человек умелый (Homo habilis) S Человек рудольфский (Homo rudolfensis) S Человек работающий (Homo ergaster) S Человек прямоходящий (Homo erectus) S Человек флоресский (Homo floresiensis) S Человек-предшественник (Homo antecessor) S Человек гейдельбергский (Homo heidelbergensis) S Человек неандертальский (Homo neanderthalensis) S Человек родезийский (Homo rhodesiensis) S Человек из Чепрано (Homo cepranensis) S Человек грузинский (Homo georgicus) S Денисовский человек S Человек разумный (Homo sapiens): S Человек разумный старейший (Homo sapiens idaltu) S Человек разумный разумный (Homo sapiens sapiens)
Систематика человека • Империя: клеточные • Подимперия: ядерные • Царство: животные • Подцарство: многоклеточные • Раздел: двусторонне-симметричные • Тип: хордовые • Подтип: позвоночные • Группа: челюстноротые • Класс: млекопитающие • Подкласс: плацентарные • Отряд: приматы • Подотряд: обезьяны • Секция: узконосые • Надсемейство: высшие узконосые (гоминоиды) • Семейство: гоминиды • Род: человек • Вид: человек разумный • Подвид: человек разумный разумный Человек умелый (Homo habilis)
Основные черты человека, унаследованные от животных Генетический код ядра Первые одноклеточные Генетический код митохондрий Прокариоты Двухсторонняя симметрия Предшественники ранних хордовых Костный скелет Рыбы Пятипалые конечности Кистеперые рыбы Легочное дыхание Земноводные Амниотическое яйцо Пресмыкающиеся Удлиненные конечности, дифференцированная зубная система, молочные железы, теплокровность Примитивные млекопитающие Плацента, живорождение Ранние млекопитающие
Движущие силы антропогенеза Наследственность Изменчивость Борьба за существование Естественный отбор Общественный образ жизни Язык Сознание Абстрактное мышление Труд Условия для осуществления эволюции 1. Факторы, вызывающие изменения в генофонде популяции: а) наследственная изменчивость; б) популяционные волны. 2. Изоляция. 3. Естественный отбор.
Движущие силы антропогенеза Соотносительная Проявляется во взаимосвязанном изменении двух или более органов или частей тела 1 Комиина! ивная Различные сочетания генов при половом размножении Мутационная Изменение генетического материала клетки
Факторы эволюции человека Мутация - стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) преобразование генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды. Термин предложен Хуго де Фризом (Hugo de Vries, 1848 - 1935). Процесс появления мутаций получил название «мутагенез». Мутагенез - внесение изменений в нуклеотидную последовательность ДНК (мутаций). Различают естественный (спонтанный) и искусственный (индуцированный) мутагенез. Мутации Рецессивные _ <| Доминантные
Факторы эволюции человека Г еномные ПОЛИПЛОИДИЗАЦИЯ (образование организмов или клеток, геном которых представлен более чем двумя (3n, 4n, 6n и т.д.) наборами хромосом) и АНЕУПЛОИДИЯ (гетероплоидия) -изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору Х ромосомные происходят крупные перестройки структуры отдельных хромосом. В этом случае наблюдаются потеря ( делеция ) или удвоение части ( дупликация ) генетического материала одной или нескольких хромосом, изменение ориентации сегментов хромосом в отдельных хромосомах ( ИНВЕРСИЯ ) Г енные происходят замены, делеции и вставки одного или нескольких нуклеотидов, транслокации, дупликации и инверсии различных частей гена
Факторы эволюции человека Популяционные волны В маленькой популяции возможно: - изменение частоты встречаемости тех или иных аллелей в популяции; - исчезновение некоторых аллелей из популяций; - дрейф генов; - отличие генофонда оставшейся популяции от генофонда исходной -«эффект бутылочного горлышка».
Факторы эволюции человека Изоляция (в генетике популяций) - исключение или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Изоляция является элементарным эволюционным фактором, действующим на микроэволюционном уровне, и приводит к видообразованию. Г ЕОГРАФИЧЕСКАЯ ИЗОЛЯЦИЯ - новые формы организмов возникают как результат разрыва ареала и пространственной изоляции. Р епродуктивная ( биологическая ) ИЗОЛЯЦИЯ - способ видообразования, при котором новые формы занимают разные экологические ниши (пространственное) в пределах одного ареала.
Факторы эволюции человека ^ V ^ V V Естественный отбор - основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), в то время как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается. S Основа - генетическое разнообразие и избыточная численность особей в популяции. S Направляет эволюционный процесс. S Обеспечивает закрепление в популяции определенных изменений. S Играет в природе творческую роль. S Является результатом борьбы за существование.
Факторы эволюции человека П риводит К ОБРАЗОВАНИЮ ОСОБЕЙ С НОВЫМИ СРЕДНИМИ ЗНАЧЕНИЯМИ ПРИЗНАКА ПРИВОДИТ К УСТОЙЧИВОЙ ОДНОРОДНОСТИ ПОПУЛЯЦИИ О бразуются два или БОЛЕЕ ФЕНОТИПА, ПРИСПОСОБЛЕННЫХ К РАЗНЫМ УСЛОВИЯМ СРЕДЫ
Факторы эволюции Направленный отбор Происходит в ответ на изменения условий обитания. Сдвигает фенотип в ту или другую сторону; при достижении нового состояния равновесия прекращается. Приводит к эволюционным изменениям. человека
Факторы эволюции человека Стабилизирующий отбор Происходит при отсутствии внешних изменений и относительно слабой конкуренции. Стабилизирующий Давление 0^ Давление отбора / | \ отбора Подавляет генотипы особей с крайними отклонениями признаков (например, слишком больших или слишком маленьких). Поддерживает стабильность популяции и не способствует эволюции. о Фенотипический признак
Факторы эволюции человека Дизруптивный отбор Начинает действовать при наличии в популяции не одного, а двух и более благоприятных фенотипов. Разделяет популяцию на две группы; при прекращении потока генов между группами популяция может разделиться на два вида, которые будут конкурировать между собой уже менее сильно.
Схема эволюции семейства гоминид
Стадии антропогенеза Дриопитеки (Dryopithecus) Дриопитек - род вымерших антропоморфных приматов, известный по ряду остатков, найденных в Восточной Африке и Евразии. Жил примерно XII—IX млн лет назад. Общий предок горилл, шимпанзе и людей. Представляли собой приматов, размером с шимпанзе. В длину достигали 60 см и по способу передвижения напоминали современных орангутангов. Масса тела — 20—35 кг, объем мозга до 500 см 3 . Дриопитек питался ягодами и фруктами, т.к. найденные коренные зубы покрыты очень тонким слоем эмали. Дриопитеки собирались в стаи по 25—30 животных в каждой.
Стадии антропогенеза Австралопитеки (Australopithecus afarensis) Австралопитек (австралопитековые) (от лат. australis - южный и греч. pithekos - обезьяна) - вымершие двуногие обезьяны. Австралопитеки жили примерно с четырех миллионов лет назад до менее миллиона лет назад. Головной мозг до 530 см 3 .
Стадии антропогенеза Человек умелый (Homo habilis) Человек умелый (Homo habilis) древний тип человека, способный к прямохождению, выполнению ряда трудовых операций. Существовал 2,6 - 2,5 млн лет назад. Размер мозга Человека умелого - 650-1100 см 3 . Рост составлял 1,0 - 1,5 м, вес - около 30-50 кг. Человек умелый - первое существо, сознательно изготовившее орудия труда и охоты: первые ещё грубо обработанные каменные гальки. Именно Человек умелый перешагнул невидимую границу, отделяющую род Homo от всех других биологических существ: он сделал первый шаг по пути подчинения себе окружающей природы.
Стадии антропогенеза Человек прямоходящий (Homo erectus) Эректус жил от 1,5 до 0,2 млн лет назад. «Человекообразная обезьяна с острова Ява» была первым первобытным человеком, окаменевшие останки которого были найдены во второй половине XIX в. Эректусы обладали средним ростом 1,5 - 1,8 м, прямой походкой и архаическим строением черепа (толстые стенки, низкая лобная кость, выступающие надглазничные валики, скошенный подбородок). Объём мозга у некарликовых форм достигал 9001200 см 3 .
Стадии антропогенеза Неандертальцы (Homo neanderthalensis ) Палеоантропы (от греч. Palaios -древний и anthropos - человек), обобщённое название ископаемых людей, обитавших в Азии, Африке и Европе 250-35 тыс. лет назад. Неандертальцы обладали средним ростом (около 165 см), массивным телосложением и большой головой необычной формы. По объёму черепной коробки (1400-1740 см 3 ) они даже превосходили современных людей. И х отличали мощные надбровные дуги, выступающий широкий нос и очень маленький подбородок. Голова была наклонена вперёд.
Стадии антропогенеза Кроманьонцы (Homo sapiens) Неоантропы ( новые люди, от греч. neos - новый и anthropos - человек), обобщенное название людей современного вида (Homo sapiens), ископаемых и ныне живущих. Появились около 40 тыс. лет назад. Объём головного мозга равен 1600-1800 см 3 . Рост около 180 см и выше. Название происходит от грота Кро-Маньон во Франции, где в 1868 году было обнаружено несколько скелетов людей. Жили общинами по 15-30 человек и впервые в истории создали поселения. Жилищем были пещеры, шатры из шкур, в Восточной Европе встречаются землянки.
Современный взгляд на антропогенез 1. В процессе антропогенеза увеличивался объем головного мозга. 2. Уменьшалась роль биологических факторов, увеличивалась роль социальных. 3. Развивались анатомоморфологические особенности, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью. В последние несколько десятилетий найдено огромное количество новых ископаемых гоминид. И ученым ещё предстоит разобраться в их родственных связях. Пародийный гипотетический облик «человека будущего»
Спасибо за внимание!